Az új 3-as 2005. március 5-i piaci bevezetésekor három benzines és egy dízel változattal száll versenybe konkurenseivel. Mind a négy motor figyelemreméltó többletet nyújt a teljesítmény, a vezethetőség, és a gazdaságosság terén egyaránt, és természetesen mind a négy már önmagában is különlegességnek számít.
A csúcsmodell BMW 330i-ben elhelyezett soros hathengeres motor 258 LE (190 kW) teljesítménye 27 lóerővel (20 kW) túlteljesíti elődjét. A maximális nyomaték 300 Nm, 2500 és 4000 közötti percenkénti fordulatszámon. Kategóriájában ez az autó a legnagyobb teljesítményű és legkönnyebb hathengeres. A súlycsökkentés érdekében az új 3-asban a BMW most először helyettesítette az alumíniumot a mintegy 30 %-kal könnyebb magnéziummal. A hathengeresben újnak számít a Valvetronic szelepvezérlés is, amely a szelep lökethosszának állításával változtatja a motorba bejutó levegő mennyiségét. A BMW 330i mindössze 6,3 másodperc alatt gyorsul fel 0-ról 100 km/h-ra, végsebességét pedig 250 km/h-nál korlátozza az elektronika, amihez képest igen kedvező a fogyasztása, hiszen 100 km-en mindössze 8,7 litert igényel.
2005 márciusában mutatják be a 2,5 literes BMW 325i-t is, amely 218 lőerős (160kW) teljesítményt ad le, és 250 Nm nyomatékra képes 2750 és 4250 percenkénti fordulatszámok között.
A nagyteljesítményű négyhengeres: BMW 320i. A sorozat legerősebb négyhengeresének szerepét a jövőben a BMW 320i veszi át. A kétliteres változat alapját az eddig 318i-ben alkalmazott soros négyhengeres motor képezi. A hatékonyság növelése érdekében természetesen ezt a modellt is felszerelték a Valvetronic szelepvezérléssel. Teljesítménye 150 LE (110 kW), legnagyobb nyomatéka pedig 200 Nm 3600-as percenkénti fordulaton. Ennek köszönhetően a BMW 320i 9,0 s alatt éri el a 100 km/h sebességet álló helyzetből, végsebessége pedig 220 km óránként. Mindehhez 100 km-en mindössze 7,4 liter benzinfogyasztás társul. A jövőben az új BMW 3-as sorozat még több benzines változattal fog bővülni.
A sportos dízelek sikertörténetét az új BMW 320d viszi tovább. Ez a változat a szegmensének legdinamikusabb autója kitüntetéssel büszkélkedhet, amit elsősorban a második generációs Common Rail technológiának köszönhet.. A kocsinak lendületet adó 163 lóerőhöz 340 Nm nyomaték társul, 5,7 literes átlagfogyasztással, a végsebesség pedig 225 km/óra. A 320d gyorsulása 8,3 másodperc 0-ról 100 km/órára.
Az új BMW 3-as sorozat minden modellje hatsebességes. A plusz egy fokozatnak köszönhetően a vezető mindig a fordulatszámnak legmegfelelőbb sebességben tudja vezetni az autót. Ez főként az elindulásnál előnyös, hiszen az első fokozatban érzékelhetően megnőtt az autó húzóereje. Összességében elmondható, hogy az új 3-as dinamikusabb mint elődje, a végsebessége is magasabb értékeket tud felvenni, fogyasztása azonban alacsonyabb.
Természetesen az új 3-ast rengeteg technológiai fejlesztéssel szerelték fel a vezetés élményének fokozása érdekében. Így az új 3-asban is hosszában van elhelyezve a motor, és a hátsókerekek felelnek a meghajtásért. Újdonságnak számít a kétcsuklós első futómű, amely az új 3-asnál teljes egészében alumíniumból készült, és tökéletes egyensúlyba hozza az autó dinamizmusát és a kényelmet, illetve növeli a stabilitását. Az agilitásért és sportosságért a könnyűfémből készült öt lengőkaros hátsó futómű felel.
A hathengeres modellekhez választható az aktív kormányzási rendszer is, amelyet eddig csak magasabb kategóriájú BMW modellekben találhattunk meg. A rendszer a kormány áttételét változtatja a sebességtől függően. Az új 3-asban ráadásul a rendszer problémás útviszonyok esetén, például jégen, hóban, vagy nedves aszfalton még inkább beavatkozik. Így a rendszer gyorsabban és precízebben igazítja ki az autót, mint akár egy tapasztalt vezető, aminek következtében nő a vezető és az utasok biztonsága.
Szintén a biztonság növelését szolgálja a BMW 3-asban megtalálható legújabb generációs DSC menetstabilizátor is, amely a jövőben a lejtőn való elindulásnál meggátolja a visszagurulást, illetve az autó megállásnál érzékelhető „előre bólintását” is.
A karosszéria terén is történtek újítások, hiszen az új 3-asok még könnyebbek, erősebbek és ez által biztonságosabbak is, mint elődeik. Ez a könnyített súlyú acélszerkezetek alkalmazásával lehetséges, amelyeket különleges technológiai eljárásokkal formáznak meg. Az új modellekben a karosszéria feszességét 25%-al növelték, anélkül, hogy az autó tömegének rovására ment volna. A karosszéria fejlesztéseinek köszönhetően az új 3-as az EuroNCAP törésteszten a legjobb esélyekkel indul, ugyanakkor a biztonság növelése érdekében további lépéseket is tett a bajor gyár: például minden modellben szériafelszerelés a fékezés intenzitásától függően felvillanó, kétfokozató féklámpa, illetve rendelhetőek az adaptív fényszórók, amelyek már messziről bevilágítják a kanyart.
A belső tér sem hazudtolja meg a BMW nevet, hiszen az utasteret egyaránt jellemzi a kényelem és a sportosság. A már jól ismert iDrive rendszer természetesen a 3-asból sem hiányzik, és a klímán és rádión kívül szinte minden ezen a rendszeren keresztül működtethető. A kényelem fokozása érdekében a légkondicionáló eddig még nem tapasztalt gyorsasággal képes akár lehűteni, akár felmelegíteni az autó belső terét.